[发明专利]一种光致变色玻璃的制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于玻璃材料领域，涉及一种在不同光源下，玻璃体呈现不同颜色的光致变色玻璃材料的制备方法。

背景技术

无机光致变色玻璃材料是在基质玻璃中添加感光材料，经熔制和热处理后形成的。其变色机理主要是感光材料经光照射后，物质结构发生变化，导致吸收光谱改变，进而颜色发生明显变化。钕紫属于吸收与其频率相同的光的颜料。当光源照射激发它时，它大量地吸收与其频率相同的光波（417~455nm）而产生与其相补的颜色。这也导致了它的变色性能。这是由于光吸收的变化，可出现不同的颜色。如在玻璃的配料中，加入氧化钕，能使玻璃染成优美、明亮的紫罗兰色，它在不同的光源照射下，而呈现出不同的色调。如在白天的日光照射下，呈现红的紫罗兰色调；在晚上的荧光灯下，却呈现蓝的紫罗兰色调。

然而，这类变色玻璃有三个值得注意的问题。第一，由于各个试制单位采用的工艺不同，某些制品虽然变色明显，但在荧光灯下蓝色沉闷，在白炽灯下呈土红甚至疲血之色，难以博得青睐。从结构研究可知，钕紫变色玻璃的变色效果主要取决于基质玻璃的结构。因此，变色玻璃的基质玻璃结构是获得性能优良的光致变色玻璃的基础。第二是Nd₂O₃的加入量。众所周知，变色的原因是在玻璃中加入了Nd₂O₃。Nd₂O₃是一种稀土氧化物，价格昂贵，目前有些玻璃的加入量超过10%，大大限制了市场的竞争能力。如何在尽量降低Nd₂O₃使用量的同时，提高其显色和变色效果，这也是光致变色玻璃市场化的关键所在。第三，单独加入Nd₂O₃的玻璃显色、变色效果不佳，必须要加入其它的稀土氧化物如氧化镨等，才能具有良好的显色、变色效果，这无疑会增加玻璃的成本。

发明内容

本发明针对目前稀土Nd₂O₃光致变色玻璃必须添加其它稀土氧化物帮助显色、变色，成本高的问题，提供了一种新型的光致变色玻璃的制备方法。该玻璃在阳光照射下呈紫红色，在白炽灯下呈红色，在日光灯下呈青蓝色，具有单独Nd₂O₃显色、变色，显色效果佳，变色响应时间快，成本低，制作简便、市场化程度高等特点。

实现本发明的技术方案包括如下步骤：

（1）配料：按照玻璃的化学组成配制所需的原料，玻璃的化学组成包括以下重量比例的组分：Li₂O 2%~7%，Al₂O₃ 10%~18%，B₂O₃ 10%~20%，SiO₂ 45%~65%，K₂O 0~15%，Na₂O 0~15%，外加Nd₂O₃ 3%~9%。

（2）混合和球磨：将配制好的原料装入球磨机中进行充分的混合和研磨，球磨时间控制在1h以内。

（3）熔制：将磨制好的混合料在熔炉中熔制，熔融温度为1300~1400℃，保温2h，使玻璃料液充分的澄清、均化。

（4）成型：将玻璃液迅速浇注到预热好的不锈钢板模具中成型。

（5）退火：成型后的玻璃样品立即放入退火炉中，在500℃下保温2h，制品随炉冷却至室温即得到所需的光致变色玻璃。